Brannsikkerhet og alternative energibærere: El- og gasskjøretøy i innelukkede rom

Transkript

1 Brannsikkerhet og alternative energibærere: El- og gasskjøretøy i innelukkede rom Nina K. Reitan, Andreas G. Bøe, Jan P. Stensaas SP Fire Research AS Foto: Gisle Jørgensen, NRK Rogaland SPFR-rapport

2 Brannsikkerhet og alternative energibærere: energibærere: El- og gasskjøretøy i innelukkede El- og rom gasskjøretøy i innelukkede rom 1 FORFATTERE Nina K. Reitan, Andreas G. Bøe, Jan P. Stensaas OPPDRAGSGIVERE Direktoratet for samfunnssikkerhet og beredskap (DSB) og Direktoratet for byggkvalitet (DiBK) PROSJEKTNR DATO OPPDRAGSGIVERS REF. Berit Svensen, Jostein W. Grav og Trond Andersen ANTALLSIDER OG VEDLEGG: vedlegg NØKKELORD: Brann Elkjøretøy Gasskjøretøy Hydrogen Brenselcelle LPG CNG Parkeringskjeller Tunnel Regelverk SAMMENDRAG Det er en økende satsning på bruk av alternative energibærere i transportsektoren. I Norge var antallet elbiler og ladbare hybrider passert i september 2015, antall gassbusser øker, og et økende antall hydrogendrevne kjøretøy er et nasjonalt mål. Alternative energibærere har andre brann- og eksplosjonsegenskaper enn konvensjonelt, fossilt brensel, og medfører ukjente problemstillinger med hensyn til brannsikkerhet, spesielt i innelukkede rom. I denne rapporten kartlegges brannrelaterte problemstillinger ved el- og gassdrevne kjøretøy i innelukkede rom, med hovedvekt på parkeringskjellere. Det vurderes om gjeldende praksis og regelverk gir tilstrekkelig forebygging av brannrelaterte ulykker i innelukkede rom, og om brann- og redningsmannskap har kunnskap og prosedyrer til å håndtere denne typen ulykker på en sikker måte. Videre nevnes konkrete tiltak som bør tas opp til vurdering. UTARBEIDET AV Nina K. Reitan KONTROLLERT AV Anne Steen-Hansen GODKJENT AV Paul Halle Zahl Pedersen SIGNATUR SIGNATUR SIGNATUR ISBN GRADERING Åpen GRADERING DENNE SIDE Åpen

3 Historikk DATO SBESKRIVELSE Første versjon 1 2 av 56

4 Innholdsfortegnelse Innholdsfortegnelse 3 Sammendrag 5 Definisjoner og forkortelser 7 Innledning Bakgrunn Målsetting Metode Avgrensninger 10 2 Utbredelse av drivstofftyper i Norge Status i dag Fremtidig mål og prognoser 14 3 Brann- og eksplosjonssikkerhet for ulike drivstoffer i kjøretøy Fossile drivstoffer Metanol og etanol Elkjøretøy Gassdrevne kjøretøy Ombygde kjøretøy 25 4 Brannutvikling i innelukkede rom Parkeringsbygg Skip Tunnel 33 5 Diskusjon Elkjøretøy i innelukkede rom Gasskjøretøy i innelukkede rom Parkeringskjellere Øvrige risikofaktorer 41 6 Konklusjon Elkjøretøy Gassdrevne kjøretøy Parkeringskjellere 43 Referanser 44 Vedlegg A Vedlegg B Vedlegg C Vedlegg D Vedlegg E Fremdriftsteknologier og drivstoffer Utbredelse av drivstofftyper i Norge Branntekniske egenskaper for væsker og gasser brukt som drivstoff i transport Person- og bygningsskader på grunn av eksplosjon Thermal runaway 1 3 av 48

5 Forord Denne kartleggingsstudien er gjennomført på oppdrag fra Direktoratet for samfunnssikkerhet og beredskap (DSB) og Direktoratet for byggkvalitet (DiBK). Bakgrunnen for studien er at den økende andelen kjøretøy med alternative energibærere skaper nye og ukjente brannrelaterte problemstillinger i innelukkede rom, som eksempelvis parkeringsbygg, tunneler og ferjer. Usikkerheten har medført at brannvesenet i enkelte tilfeller har reservert seg mot innsats, og det eksisterer en inkonsekvent praksis med hensyn til hvilke kjøretøy som tillates i innelukkede rom. Det er derfor nødvendig med en gjennomgang av risikoen og en tydeliggjøring av regelverket. Det finnes internasjonal forskning innenfor de ulike problemstillingene som er nevnt i denne rapporten, men det mangler en helhetlig oversikt over status for norske forhold. Et moment som skiller Norge fra andre land, er den høye andelen kjøretøy med alternative energibærere i forhold til antallet biler på veiene, et høyt antall tunneler, og antall underjordiske parkeringsanlegg (private og offentlige) er også økende. En kartlegging av de nevnte problemstillingene sett med norske øyne, samt kunnskapsformidling og vurdering av om tiltak er nødvendig, vil på sikt bidra til en tryggere innfasing av alternative energibærere i transportsektoren. Til denne kartleggingsstudien har vi fått mange gode innspill fra ulike aktører med interesse for temaet, og vi vil rette en spesiell takk til disse bidragsyterne. Nina K. Reitan Prosjektleder Trondheim, 27. januar av 48

6 Sammendrag Bakgrunn Det er en økende satsning på bruk av alternative energibærere i transportsektoren. I Norge var antallet elbiler og ladbare hybrider passert i september 2015, antall gassbusser øker, og et økende antall hydrogendrevne kjøretøy er et nasjonalt mål. Alternative energibærere har andre brann- og eksplosjonsegenskaper enn konvensjonelt, fossilt brensel, og medfører ukjente problemstillinger med hensyn til brannsikkerhet, spesielt i innelukkede rom. Målsetting I denne rapporten kartlegges brannrelaterte problemstillinger ved el- og gassdrevne kjøretøy i innelukkede rom, med hovedvekt på parkeringskjellere. Det vurderes om gjeldende praksis og regelverk gir tilstrekkelig forebygging av brannrelaterte ulykker i innelukkede rom, og om brann- og redningsmannskap har kunnskap og prosedyrer til å håndtere denne typen ulykker på en sikker måte. Videre nevnes konkrete tiltak som bør tas opp til vurdering. Metode Informasjonen er innhentet ved søk i litteratur og nyhetsartikler, gjennomgang av regelverk og kommunikasjon med relevante aktører. Konklusjoner Det er fremdeles for lite kunnskap om forebygging av, og potensielle konsekvenser ved, brann eller eksplosjon i el- og gasskjøretøy i innelukkede rom. Sammenlignet med brannrisikoen for konvensjonelle kjøretøy i innelukket rom, ser vi følgende viktige utfordringer ved el- og gasskjøretøy i innelukkede rom: - Elkjøretøy: o Potensielt lang slokketid og høyt vannforbruk o Fare for reantenning etter slokking - Gasskjøretøy o o Risiko for ikke-fungerende sikkerhetsmekanismer Hvis gassen akkumuleres i innelukket rom, kan selv små utslipp føre til eksplosjon. Spesifikt gjelder for parkeringskjellere: - Utfordringer: Dagens parkeringskjellere er ikke bygget for tilstrekkelig sikkerhet når det gjelder ventilasjon, slokkesystemer, evakueringsmuligheter og redningsinnsats. Dette gjelder uavhengig av type drivstoff. - Våre anbefalinger: o Inntil det foreligger mer kunnskap om slokketid og redningsinnsats ved elbilbranner i parkeringskjellere, bør sprinkler-/vanntåkeanlegg være et minimumskrav for å tillate parkering av elbiler. o Det bør gjøres en vurdering av om elbiler bør parkeres nær inn-/utkjøring med en definert minimumsavstand mellom hvert kjøretøy. o Det anbefales å tillate parkering av gassbiler i parkeringskjellere som oppfyller bestemte bygningstekniske krav, eksempelvis sprinkler-/ vanntåkeanlegg. Gassdeteksjon er hensiktsmessig. Det bør være krav om Ex-sikre elektriske installasjoner. 1 5 av 48

7 Summary in English Background There is an increasing focus on the use of alternative fuels in the transport sector. In Norway, the number of electric vehicles and rechargeable hybrids passed 74,000 in September 2015, the number of gas buses is increasing, and a national goal has been set to increase the number of hydrogen-powered vehicles. These alternative fuels have different fire and explosion characteristics compared to conventional fossil fuels, and potential problems with regard to fire safety, especially in enclosed areas, are not well understood. Objectives This report details potential fire-related problems for electric and gas powered vehicles in enclosed spaces, with focus on underground parking garages. An assessment is made of whether current practices and regulations are sufficient for the prevention of fire-related accidents in enclosed spaces, and whether fire and rescue personnel have knowledge and procedures that enables them to handle such accidents safely. The report cites specific actions that could be considered. Method The information was obtained by searching the literature and news articles, by reviewing regulations and by communicating with relevant stakeholders. Conclusions There is still insufficient knowledge about prevention, and potential consequences, of fire or explosion in electric and gas powered vehicles in enclosed spaces. Compared with the fire and explosion risk of conventional vehicles, we see the following key challenges with electric and gas powered vehicles in enclosed spaces: - Electric vehicles: o Potentially long extinguishing time and large water consumption. o Risk of re-ignition after extinguishing. - Gas powered vehicles: o The risk of safety mechanisms not functioning. o Even small amounts of gas that accumulate in enclosed space can cause an explosion. Specific issues for parking basements: - Challenges: o Today's parking basements are not built with adequate safety in terms of ventilation, fire extinguishing systems, evacuation and rescue efforts. This applies regardless of fuel type. - Our recommendations: o Until there is more knowledge about extinguishing and rescue efforts in electric vehicle fires in parking basements, a sprinkler / water mist system should be a minimum requirement to allow parking of electric vehicles. o There should be an assessment of whether electric vehicles should be parked close to an entry/exit ramp, with a defined minimum distance between each vehicle. o It is advisable to only allow parking of gas powered cars in parking basements that meet specific building technical requirements, such as a sprinkler / water mist system. Gas detection is also appropriate. There should also be requirements for intrinsically-safe electrical installations. 1 6 av 48

8 Definisjoner og forkortelser Alternative energibærere: Energikilder som har til hensikt å delvis erstatte fossile drivstoffer og bidra til forbedret miljøeffekt i transportsektoren. Eksempler på alternative energibærere i transportsektoren: Elektrisitet, hydrogen, biobrensel, syntetiske og parafinholdige brensler, naturgass (inkludert CNG og LNG) og LPG [1]. Antennelsesenergi: Minste varme/energi som må til for å kunne antenne et materiale. Automatiske parkeringsanlegg: Parkeringsanlegg der biler avleveres og innebygde mekaniske systemer i anlegget flytter bilene til ledige plasser. Dette er arealeffektivt og gir tett parkering av biler, ofte i flere nivåer i samme rom. Biogass: Biogass dannes ved nedbryting av organisk materiale, regnes som klimanøytralt og er det fornybare alternativet til naturgass. Renset biogass benyttes til drivstoff og består av mer enn 95 % metan. Naturgass og renset biogass har tilnærmet lik sammensetning. Brennbarhetsgrense: - Nedre: Laveste konsentrasjon av brennbar gass/damp som er tilstrekkelig for antennelse med etterfølgende flammeutbredelse gjennom blandingen uten tilførsel av energi utenfra. - Øvre: Den høyeste konsentrasjon av brennbar gass/damp som i luft er mulig for antennelse med etterfølgende flammeutbredelse gjennom blandingen uten tilførsel av energi utenfra. Brenselcelle: En elektrokjemisk enhet som omdanner kjemisk energi til elektrisk energi, varme og reaksjonsprodukter, under tilførsel av drivstoff og oksidasjonsmiddel. Drivstoffet kan være hydrogengass («hydrogencelle»), eller hydrogenholdige, organiske materialer. CFD: Computational fluid dynamics. Bruk av numerisk analyse og algoritmer til å visualisere fluiddynamiske prosesser. CNG: Compressed natural gas er et petroleumsprodukt, hovedsakelig bestående av metan som er trykksatt og lagret på gasstanker. Drivstoff: Energibærende brensel. Eksplosjonsgrense: Se brennbarhetsgrense. Elektrisk kjøretøy («elkjøretøy»): I denne rapporten definerer vi elektriske kjøretøy som kjøretøy med batteridrevne elmotorer (elbil og ladbar hybrid), mens hydrogencellekjøretøy er kategorisert som gasskjøretøy 1. Ex-sikkert utstyr: Godkjent utstyr for bruk i eksplosjonsfarlige områder. 1 Brenselcellekjøretøy er elektriske biler med batteri som lades fra brenselceller. Dette gir en kombinasjon av de brannrelaterte utfordringene til et elkjøretøy og ekplosjonsrisikoen til et gasskjøretøy, men med et batteri som potensielt kan fungere som en tennkilde. Konsekvensene ved en potensiell hydrogeneksplosjon gjør at hydrogencellekjøretøyet i denne rapporten kategoriseres som et gasskjøretøy. 1 7 av 48

9 Flammepunkt: Laveste temperatur der et materiale eller produkt avgir tilstrekkelig brennbar gass til å antennes momentant ved eksponering for flamme ved angitte prøvingsbetingelser. Forbrenningsmotor: En maskin der den kjemiske energien i et drivstoff omdannes til mekanisk energi ved forbrenning. Fremdriftsteknologi: Motorteknologien som er brukt i et kjøretøy. Gasskjøretøy: I denne rapporten definerer vi et gasskjøretøy som et kjøretøy som helt eller delvis benytter gass som drivstoff for fremdrift. Dette inkluderer både LPG-, CNGog hydrogencelledrevne kjøretøy, og også gasshybrider. HIAD: Hydrogen incident accident database. HRR: Heat release rate.varmeavgivelse [J/s], Hybridkjøretøy: Kjøretøy som benytter mer enn én form for energi til fremdrift. De vanligste hybridene bruker en kombinasjon av forbrenningsmotor og elektrisitet. Ladbare hybrider er hybride, elektriske kjøretøy med oppladbare batterier, og som benytter ladestasjoner. Hydrogencelle: Brenselcelle som bruker hydrogen som drivstoff. Innelukket rom: Brukes i denne rapporten om en form for innelukking av brannomgivelsene. Innelukkingen påvirker både brannutvikling og røykspredning, og dermed evakueringsmuligheter, sammenlignet med en brann i åpne omgivelser. Graden av innelukking er avhengig av rommets konstruksjonsmessige ventilasjonsåpninger. Ventilasjonsanlegg vil kunne kompensere for byggets konstruksjonsmessige innelukking. LNG: Liquefied natural gas. LPG: Liquefied petroleum gas. I Norge består LPG av 95 % propan og 5 % butan. LPG som brukes i forbrenningsmotorer omtales ofte som autogass. LEL: Lower explosive limit. Nedre eksplosjonsgrense. LFL: Lower flammability limit. Nedre brennbarhetsgrense. LUT: Luftutskiftninger per time er antall ganger per time der hele rommets volum blir byttet ut med ny frisk luft fra ventilasjonsanlegget. NEK 400: En samling av standarder som er det sentrale henvisningsgrunnlaget i forskrift om elektriske lavspenningsanlegg for elektriske installasjoner, inkludert ladestasjoner for elektriske biler i bolig og andre bygg. NmL/h/L: Normalvolum per time per lagringsvolum, som er enheten for lekkasjerate. Thermal runaway: Ukontrollert varmeproduksjon som kan oppstå i batterier når temperaturen overstiger en gitt grense (ofte C, men avhengig av batterikjemi) Når thermal runaway først er initiert i en battericelle, lar ikke prosessen seg stoppe eller reversere. Konvensjonelle drivstoff: Bensin og diesel. 1 8 av 48

10 Innledning 1.1 Bakgrunn I september 2015 var det mer enn elbiler og ladbare hybrider på veiene i Norge [2]. Dette er et svært høyt tall, både i forhold til antall elkjøretøy på verdensbasis, og i forhold til totalt antall kjøretøy i Norge. Det er videre anslått at antallet må økes til elbiler og ladbare hybrider innen 2020 for å nå myndighetenes mål om maksimale utslipp på 85 g CO 2 /km på den mest kostnadseffektive måten [3]. I tillegg til økningen i antall batteridrevne kjøretøy, er det en økende bruk av gass i busser, og hydrogenceller er også tatt i bruk som fremdrifsteknologi. De alternative energikildene benyttes både i biler, busser og ferjer i Norge. El og gass som drivstoff har andre brann- og eksplosjonsegenskaper enn konvensjonelt, fossilt brensel, og fører til nye problemstillinger med hensyn til brannsikkerhet på veier og i tunneler, i parkeringshus over og under bakken, til sjøs m.m. [4][5][6][7][8][9]. Vi må ta høyde for at det i fremtiden vil være mange kjøretøy med ulike energibærere på veier og i parkeringsfasiliteter, og i de mange tunnelene i Norge vil det ferdes store tankbiler fylt med gass. Hvis ikke forsknings- og kunnskapsnivået følger den raske innfasingen av ulike alternative energibærere i transportsektoren, oppstår usikkerhet med hensyn til brannsikkerheten. Det må derfor gjøres en kontinuerlig vurdering av om gjeldende praksis og regelverk er relevant for forebygging av brannrelaterte hendelser som involverer alternative energibærere i kjøretøy. Dette er også nødvendig for at brann- og redningsmannskap skal kunne håndtere ulykker på en sikker måte. Branner i el- og gasskjøretøy kan kreve andre forebyggende tiltak, andre slokkemetoder, og føre til andre brannscenarier enn branner i konvensjonelle kjøretøy. En brann som involverer elbiler parkert innendørs kan, som følge av lang slokketid, medføre at bygningen blir utsatt for en større brannpåkjenning enn den er dimensjonert for. En brann i en gassbuss kan resultere i en meter lang jetbrann [10], noe som kan få dramatiske konsekvenser hvis det skjer i nærheten av tett trehusbebyggelse, i nærheten av personer eller i innelukkede rom. Fortetting i og rundt byer gjør at det det er et økende behov for parkeringsplasser under bakken. Dagens parkeringsbygg er konstruert med bakgrunn i erfaringer fra kjøretøy med konvensjonelle drivstoffer, og det er usikkert om byggene er tilstrekkelig sikret mot brannrelaterte hendelser som involverer kjøretøy med nye energibærere. Eksempelvis mangler en stor andel av dagens parkeringsbygg systemer for gassdeteksjon og tilstrekkelig ventilasjon hvis det skulle oppstå en lekkasje fra et gasskjøretøy. Brannvesenet uttrykker usikkerhet når det gjelder hvordan de skal utføre innsats i situasjoner som involverer alternative energibærere i innelukkede rom, og de har reservert seg mot å gå inn i enkelte parkeringsbygg. Ferjeselskap og eiere av parkeringsbygg praktiserer også varierende restriksjoner med hensyn til hvilke kjøretøy de tillater. Det er derfor viktig å utrede den reelle risikoen, også for å unngå at vurderinger blir for konservative, og dermed legger unødige begrensninger på kjøretøy med alternative energibærere. 1 9 av 48

11 Denne rapporten er organisert som følger: Først beskrives utbredelse av typiske drivstoffer i Norge. Deretter ser vi på brann- og eksplosjonssikkerhet for ulike alternative energibærere, og i ulike innelukkede rom som kan inneholde kjøretøy. Som følge av det raskt økende behovet for egnet parkering til kjøretøy med alternative energibærere, haster det med å vurdere om dagens krav til eksisterende og nye garasjeanlegg er tilstrekkelige. Rapporten fokuserer derfor hovedsakelig på parkeringsbygg, men konklusjonene vil likevel til en viss grad være overførbare til andre innelukkede rom. Rapporten avslutter med en diskusjon og gir forslag til hvilke områder det er viktig å rette fokus mot i videre arbeid. El- og gasskjøretøy behandles separat under hvert avsnitt gjennom hele rapporten. 1.2 Målsetting Prosjektet har hatt som målsetting å - kartlegge brannrelaterte problemstillinger ved el- og gasskjøretøy i innelukkede rom, som eksempelvis parkeringsbygg over og under bakken, tunneler og parkeringsdekk på ferjer - vurdere om gjeldende praksis og regelverk gir tilstrekkelig forebygging av brannrelaterte ulykker som involverer el- og gassdrevne kjøretøy i innelukkede rom - vurdere om brann- og redningsmannskap har tilstrekkelig kunnskap og prosedyrer til å håndtere denne typen ulykker på en sikker måte - foreslå konkrete tiltak som bør tas opp til vurdering for å ivareta brannsikkerheten 1.3 Metode Informasjon er innhentet ved - søk i litteratur og nyhetsartikler - gjennomgang av regelverk - intervju med Trøndelag brann- og redningstjeneste (TBRT) - kommunikasjon med flere brannvesen i Norge - workshop med relevante aktører 1.4 Avgrensninger Innelukkede rom Selv om rapporten beskriver ulike rom med ulik grad av innelukking, har vi valgt å fokusere mest på parkeringskjellere. Dette skyldes at det er mange spørsmål knyttet til om gjeldende regelverk for brannsikkerhet i parkeringskjellere er relevant for det økende antallet kjøretøy med alternative energibærere. Til tross for denne avgrensningen er mange av utfordringene overførbare til andre typer innelukkede rom Statistikk Vi har ikke funnet god statistikk på inntrufne hendelser kategorisert ut fra drivstofftype. NFPA utførte i 2012 en studie på bilbranner i USA i perioden , basert på the National Fire Incident Reporting System (NFIRS). Studien konkluderte blant annet med at datasystemet ikke gir opplysninger om hendelser i forhold til ulike drivstofftyper, og at slik data uansett ikke vil gi mening inntil det er flere kjøretøy på veiene [11] av 48

12 1.4.3 Risiko I denne rapporten er vurderinger av risiko basert på litteraturinnsamling og kommunikasjon med aktører, og ikke på bakgrunn av egne eksperimentelle resultater eller beregninger. Vi har sett på brann- og eksplosjonsrisiko for el- og gasskjøretøy relativt til konvensjonelt drivstoff. Det betyr at vi hovedsakelig påpeker problemstillinger der vi mener det kan være økt risiko ved bruk av alternative energikilder. Det er imidlertid forbundet en viss brann- og eksplosjonsrisiko med alle typer drivstoffer, også konvensjonelle. Det kan derfor være viktige problemstillinger som bør løses uavhengig av type drivstoff. Når det gjelder gassdrevne kjøretøy, har vi kun vurdert risiko for drivstoffer som er i bruk i kjøretøy. Risikoen ved transportering av drivstoff er ikke behandlet i denne rapporten Drivstoffkategorier I denne rapporten beskrives kun de vanligste fremdriftsteknologiene og drivstoffene som benyttes i Norge. Vi forsøker å behandle el- og gasskjøretøy separat. Dette er noe utfordrende, da mange kjøretøy kan plasseres i begge kategoriene, som eksempelvis hybrider og brenselcellekjøretøy. Siden hybrider kan bestå av varierende kombinasjoner av fremdrifsteknologier, omtales de ikke spesielt i denne rapporten. Det er likevel viktig å huske at problemstillinger for el- og gasskjøretøy også er relevante for henholdsvis ladbare hybrider og gasshybrider. Videre har vi valgt å kategorisere hydrogenceller under gasskjøretøy, fordi det er hydrogengassen som er det mest typisk trekket ved kjøretøyet, og som har stor betydning hvis en brann eller eksplosjon skulle oppstå. Av gassholdige drivstoffer, har vi valgt å fokusere mer på hydrogen enn andre gasser. En årsak til dette er at hydrogen har en renere miljøprofil enn LPG og CNG. Selv om det er flere kjøretøy i dag som benytter LPG enn hydrogenceller, er det et nasjonalt mål å øke antallet kjøretøy med hydrogenceller i årene fremover. Det er også en nasjonal satsing på biogass i transportsektoren. Biogass er regnet som et klimanøytralt drivstoff og mer miljøvennlig enn CNG. Likevel har biogass og CNG tilnærmet lik sammensetning og like branntekniske egenskaper, og vi beskriver derfor hovedsakelig CNG videre i denne rapporten Forslag til tiltak Rapporten gjør ikke en vurdering av gjennomførbarheten av de ulike tiltakene som foreslås. Dette må utføres i egne analyser, for eksempel med fokus på nytte i forhold til kostnader av 48

13 2 Utbredelse av drivstofftyper i Norge I transportsektoren regnes alternative drivstoffer som energibærere som kan erstatte konvensjonelle, fossile drivstoffer. I Norge har det vært to typer dominerende, konvensjonelle drivstoffer på markedet; bensin og diesel. På verdensbasis finnes det nå en rekke alternative fremdriftsteknologier for bruk i kjøretøy [12], og flere av disse har etablert seg på det norske markedet. Nærmere beskrivelse av noen av disse finnes i Vedlegg A. Utbredelsen i Norge av ulike drivstoffer for personbiler og busser i perioden er gitt i Vedlegg B, Tabell B-1 og B Status i dag Tabell 2-1 viser utbredelsen av drivstoffer for ulike norskregistrerte kjøretøy i Tabell 2-1 Antall registrerte kjøretøy i Norge i 2014, sortert etter drivstofftype* [13]. Drivstoff Personbiler og varebiler Busser Lastebiler Bensin % % % Diesel % % % Parafin % % % Gass % % % Elektrisitet % % % Annet % % % SUM % % % * I tabellen er hybridbiler klassifisert etter drivstoffet som brukes til å produsere strøm (opplyst av Statistisk Sentralbyrå per mail, 19. august 2015). Per desember 2014 fantes det mer enn elbiler i verden. Som et resultat av ulike insentiver har Norge raskt fått en elbilpark av betydelig størrelse, med et antall registrerte elbiler som passerte i september 2015 [2]. Norge har med dette en elbiltetthet som ingen andre land i verden kan måle seg med. De første batteridrevne bussene i Norge ble satt i rute i Stavanger i 2015, og verdens første batteridrevne ferje ble satt i drift over Sognefjorden i januar Figur 2-1 presenterer utbredelsen av elkjøretøy i Norge i perioden , og viser den svært raske økningen i antall elbiler (person- og varebiler). Antallet ladbare hybrider øker også, og var høyere enn i september 2015 [2]. Det finnes også flere norske hybride ferjer og skip i drift. I Norge ble det i 2014 registrert 120 personbiler, 308 varebiler, 565 busser og 160 lastebiler som var gassdrevet [13]. Av totalt tre millioner tilsvarende kjøretøy utgjør dette en relativt liten andel. Vi har ikke klart å finne sikre tall på hva slags type gass kjøretøyene benytter seg av. Det er sannsynlig at det finnes kjøretøy på norske veier som er ombygd til gassdrift uten at dette er registrert, og andelen kan derfor være noe høyere enn hva statistikken tilsier. I desember 2015 var det omtrent 30 personbiler [14] og noen få busser med hydrogenceller i Norge. Det er mange gassferjer i drift i Norge, og flere ferjer benytter hydrogenceller. Utbredelsen av gasskjøretøy (personbiler, varebiler, lastebiler og busser) i Norge i perioden er vist i Figur 2-2, og det er bussene som bidrar mest økningen i perioden. Hovedandelen av gassbilene går på LPG, mens gassbussene primært går på biogass eller CNG av 48

14 Antall Elbil Elkjøretøy År Figur 2-1 Antall registrerte elkjøretøy (personbiler, varebiler, lastebiler og busser) i Norge i perioden Data er hentet fra [13] for Antall for 2015 er hentet fra [2] og gjelder per september måned. Kategorien elbil viser kun antall personbiler, mens kategorien elkjøretøy inkluderer person- og varebiler, busser og lastebiler. Ladbare hybrider er ikke inkludert i statistikken Antall Gasskjøretøy Gassbil År Figur 2-2 Antall registrerte gasskjøretøy (personbiler, varebiler, lastebiler, busser) i Norge i perioden [13]. Kategorien gassbil viser kun antall personbiler, mens kategorien gasskjøretøy inkluderer person- og varebiler, busser og lastebiler. Biler med hydrogenceller er ikke inkludert av 48

15 2.2 Fremtidig mål og prognoser I september 2015 ble Norge medlem av den Internasjonale alliansen for lav- og nullutslippsbiler (ZEV Alliance), som har som mål at alle nye biler skal være elbiler, ladbare hybrider eller hydrogenbiler innen 2050 [15][16]. Insentivene for elbiler i Norge er planlagt fjernet frem mot 2020, men det antas likevel en økning i antall elbiler og ladbare hybrider. Norge har ikke vært i front når det gjelder elbusser, men Oslo har nå et mål om at 60 % av bussene skal være batteridrevne innen 2025 [17]. En studie utført av Zero Emission Resource Organisation (ZERO), konkluderte med at nesten halvparten av ferjesambandene i Norge allerede var klare for batteridrift, mens nesten halvparten av de resterende kunne bli aktuelle for batteridrift i fremtiden [18]. En kombinasjon av energibærere vil være nødvendig for å dekke ulike former for transportbehov i fremtiden. Regjeringen har fremlagt en strategi for satsing på biogass i transportsektoren [19]. Hydrogen som energibærer har også mange fordeler [20]. Hydrogengass lages av miljøvennlig energi (sol, vind, vann) og etterlater seg kun vann som restprodukt. HyNor-prosjektet pågikk fra , og hadde som målsetting å tilrettelegge for hydrogenceller som fremdriftsteknologi i Norge. HYOP viderefører arbeidet med innfasing av hydrogenkjøretøy i Norge, eier og drifter hydrogenstasjonene, og er også ansvarlig for stasjonen som skal etableres i prosjektet Hydrogen Mobility Europe (H2ME) [21]. NEL og Reitangruppen har annonsert at de skal bygge 20 hydrogenstasjoner i Norge innen 2020 [22]. De største bilprodusentene i verden vil lansere sine modeller for større produksjonsvolum i perioden I dag er det et mål at Oslo-Akershus skal ha 350 hydrogenbiler og 30 hydrogenbusser ved utgangen av 2018, og minst hydrogenkjøretøy i Det er også estimert at Norge kommer til å ha om lag hydrogenkjøretøy i 2022 [23]. Videre er det en internasjonal utvikling på hydrogensiden med innføring av store lastebiler, tog og skip med hydrogenceller av 48

16 3 Brann- og eksplosjonssikkerhet for ulike drivstoffer i kjøretøy Risikoen for at en brann eller eksplosjon skal oppstå, og at en brann skal spre seg, varierer med ulike drivstoffer. Dette avsnittet beskriver drivstoffenes viktigste branntekniske egenskaper, og sikkerhetssystemene som benyttes i ulike kjøretøy for å forhindre brann og eksplosjon. De branntekniske egenskapene til et utvalg av konvensjonelle og alternative drivstoffer er oppsummert i Vedlegg C. Person- og bygningsskader som kan oppstå ved ulike eksplosjonstrykk er beskrevet i Vedlegg D. 3.1 Fossile drivstoffer Fossile drivstoffer brukes i flytende form, som også er den formen de lagres i. Flytende diesel har et relativt høyt flammepunkt (> 52 C) [24], noe som innebærer at det er vanskelig å antenne diesel. Avdampingen av diesel vil være begrenset, og det er derfor lav sannsynlighet for at det skal skje en eksplosjon. Dersom diesel trykksettes i en beholder og det oppstår en lekkasje, kan antennelse skje ved temperaturer langt under flammepunktet. Kjøretøy har ikke trykksatte dieseltanker, så dette scenariet er ikke relevant ved vanlig transport. Bensin har et mye lavere flammepunkt (< -43 C) [24] enn diesel, og antenner mye lettere. I tillegg fordamper bensin raskt, også ved normale utendørstemperaturer. Dersom dampen har mulighet til å samle seg opp, eksempelvis i et innelukket rom, kan det skje en eksplosjon. Bensin er eksplosiv i et blandingsforhold i luft i området 1,4 7,6 % [24]. En større bensinlekkasje er derfor å betrakte som en alvorlig situasjon. Bensindamp som er i likevekt med bensin (væske) vil ha en konsentrasjon som er over den øvre brennbarhetsgrensen, og dermed være vanskelig å antenne. Dette er tilfellet for bensindampen som finnes i en lukket bensintank, gitt at det fortsatt er flytende bensin igjen på tanken, og at temperaturen ikke er veldig lav [25]. Imidlertid vil noe av dampen blande seg med luft ved åpning av bensinlokket, slik at blandingen ved åpningen kan bli antennelig. Til tross for dette er fylling av bensin ansett som relativt trygt, men det forutsetter at det er likevekt mellom bensinen i væske- og i gassfase. Så lenge det er bensin i overskudd, altså ikke helt tom tank, er disse betingelsene oppfylt. Et større bensinutslipp utendørs vil medføre fare for brann, og kan under visse omstendigheter også føre til eksplosjon. Et innendørs bensinutslipp vil gi en høyere risiko for akkumulering av damp og påfølgende eksplosjon. 3.2 Metanol og etanol Alkoholer er mindre brukt som drivstoff i Norge. Metanol og etanol har flammepunkt på henholdsvis 11 C og 17 C [24]. Blandingen av luft og drivstoff på tanken vil derfor være mulig å antenne, noe som kan utgjøre en fare ved fylling i nærheten av en tennkilde. Alkoholer er vannløselige, og derfor relativt trygge ved ukontrollerte utslipp. Dersom det oppstår søl ved en bilulykke eller ved fylling, kan drivstoffet lett fortynnes med store mengder vann og bli ufarliggjort. Alkoholblandinger med mindre enn 30 % etanol og 40 % 1 15 av 48

17 metanol er ikke antennelige ved temperaturer under 30 C. Rask fortynning av et utslipp vil redusere risikoen for en eksplosjon [25]. 3.3 Elkjøretøy Elkjøretøy (herunder også ladbare hybrider) har komponenter og egenskaper som skiller seg fra konvensjonelle kjøretøy, men det er ulike meninger om det er knyttet større brannrelaterte utfordringer til elkjøretøy. Dette er utredet i flere studier [26][27][28][29]. Brannrisikoen ved bruk av elkjøretøy er hovedsakelig knyttet til brann i batteriet. En batteribrann kan oppstå internt i batteriet, eksempelvis ved kortslutning som følge av mekanisk skade ved kollisjon [27], eller ved oppvarming fra utsiden av batteriet. I denne rapporten beskriver vi hovedsakelig brannrelaterte egenskaper ved litium-ionbatterier, siden det er disse batteriene som oftest brukes i dagens elkjøretøy. Mer generell beskrivelse av batteriteknologi finnes i Vedlegg A (avsnitt A.1) Litium-ionbatterier Under spesielle omstendigheter kan den store mengden lagret kjemisk energi i et litiumionbatteri gi en kraftig brann som kan være vanskelig å slokke [30]. Batteriene består av flere komponenter som avgir varme ved nedbryting, det kan dannes brennbare gasser, og den hydrokarbonbaserte elektrolytten er brennbar [31]. Ved brann vil elektrolytten medføre at litium-ioncellene oppfører seg fundamental forskjellig fra blysyre-, NiMH- eller NiCAD-celler, der elektrolytten er vannbasert [32]. Ved oppvarming eller intern kortslutning har et fullt oppladet batteri større sannsynlighet for å resultere i thermal runaway, men selv fullt utladede litium-ionceller inneholder kjemisk energi som kan frigjøres som varme og resultere i brann. Thermal runaway [33] er en prosess der temperaturen i et batteri ukontrollert øker kraftig (> 10 C/min) på grunn av eksoterme reaksjoner. En slik eksoterm reaksjon skjer først når batteriet er opphetet til en viss temperatur. For litium-ionbatterier vil thermal runaway normalt skje i temperaturområdet 130 C til 200 C [34]. Nærmere beskrivelse av thermal runaway finnes i Vedlegg E. For batterier med vannholdig elektrolytt kan oksygenproduksjon skje internt i battericellen ved at vann oksideres. For litium-ionbatterier består elektrolytten av en blanding av ulike organiske løsemidler, og oksygenproduksjon vil kun forekomme i små mengder ved nedbryting av enkelte katodematerialer [35]. Elektrolytten kan antennes internt i batteriet ved at den oksideres av katodematerialet. Samtidig er det ikke nok katodemateriale til at det skjer en fullstendig forbrenning av elektrolytten. Luft utenfra vil derfor bidra til en kraftigere brann ved forbrenning av elektrolytten og andre brennbare komponenter i bilen (plast, tekstiler m.m.) 2. En kortslutning vil skje dersom det oppstår en lavmotstands kobling mellom positiv og negativ elektrode. Dette vil tømme batteriet raskt, og føre til en voldsom temperaturøkning, der all elektrisk energi går over til varme. En kortslutning kan oppstå internt i batteriet, i én eller flere celler, dersom det oppstår fysisk kontakt mellom anoden og katoden som følge av kollisjon eller annen mekanisk skade. Kortslutning kan også oppstå på grunn av forurensninger inne i batteriet. I løpet av sekunder vil den lokale kortslutningen føre til 2 Opplyst av Forsvarets forskningsinstitutt (FFI) ved muntlig kommunikasjon av 48

18 økt temperatur i battericellen. Thermal runaway kan dermed induseres og øke temperaturen ytterligere, noe som igjen kan indusere thermal runaway i naboceller. Dersom et objekt skulle penetrere batteriet, kan det skje en intern kortslutning. Batterier er godt beskyttet for å forhindre dette, men det har likevel oppstått flere branner som følge av ekstern punktering av batteri [36]. Dersom batteriet opplades eller utlades mer enn det er laget for, vil elektroder og strømsamlere kunne skades, noe som kan føre til thermal runaway ved opplading av batteriet [37]. Økt temperatur i et batteri kan gi utslipp av ulike gasser. Det er hovedsakelig brennbare gasser som hydrogengass, karbonmonoksid (CO), karbondioksid (CO 2 ), metan (CH 4 ), etan (C 2 H 6 ) og eten (C 2 H 4 ) som dannes [38][39][40], men det er også påvist små mengder av hydrogenfluorid (HF) som er en svært helseskadelig og korrosiv gass [26]. HF kan dannes ved nedbryting av LiPF 6 [33]. I en teststudie av både batteripakker og biler, ble varmeavgivelse og produksjon av røykgasser sammenlignet mellom elbil 3 og konvensjonell bil. Varmeavgivelsen var relativt lik for begge biltyper, men for elbiler ble det målt en høyere akkumulert mengde HF enn for bilen med forbrenningsmotor [26] Sikkerhetssystemer Følgende sikkerhetssystemer skal forhindre overoppheting av batterier i elbiler: - En termostat kutter strømmen hvis den interne temperaturen i batteriet blir for høy. Termostaten er innstilt på en maksimaltemperatur som ligger godt under smeltepunktet til metallet og den mekaniske bruddtemperaturen til separatoren. - En smeltesikring brukes som beskyttelse mot thermal runaway. Smeltesikringer er ofte innstilt på å smelte ved en temperatur som ligger C høyere enn vanlig driftstemperatur [41]. - Hvis strømmen overstiger en gitt grense vil en positive temperature coefficient (PTC) begrense strømmen ved at motstanden øker med temperaturen. - Circuit interrupt device (CID) er en mekanisme som bryter strømkretsen dersom det indre gasstrykket overstiger en grense. - Noen batterier har også en sikkerhetsventil som ventilerer ut gasser for å hindre trykkoppbygging inne i batteriet Lading av elbil Selv om bilen er utstyrt med sikkerhetssystemer, må tilstanden og kapasiteten til det elektriske anlegget vurderes av elektroinstallatør før det monteres uttak for lading av elbil i private garasjer (gjelder også borettslag og sameier). Ved overbelastning av kursen kan det oppstå varmgang og brann. Det samme gjelder ved langvarig høy belastning på vanlig stikkontakt, som normalt bare er beregnet for kortvarig høy belastning. Det er spesielle hensyn som må tas høyde for ved lading av elbiler, og NELFO, DSB, Elbilforeningen og NEK har gått sammen om en veiledning om hvordan ladesystemer kan etableres på en sikker måte. I delnorm 722 i NEK 400:2014 angis krav til ladeuttak og ladestasjoner for elbiler [42]. 3 Batteriet som ble benyttet (16,5 kwh) er mindre enn hva man finner i mange av dagens elbiler. Eksempelvis har Tesla et batteri på 85 kwh av 48

19 3.3.4 Slokking av brann i elkjøretøy Forsøk og erfaringer fra branner har vist at sprinkleranlegg generelt ikke slokker branner i kjøretøy, men har en avkjølende effekt som begrenser brannspredning [43], forutsatt at det er tilstrekkelig avstand mellom kjøretøyene. Selv om det foreløpig finnes få erfaringer med hvordan slike slokkeanlegg fungerer på elbilbranner, er det sannsynlig at de vil ha omtrent samme effekt som på en vanlig bilbrann, basert på tester som viser at varmeavgivelsen fra en elbilbrann er omtrent den samme som for konvensjonelle biler [26][39]. Disse testene ble imidlertid utført på mindre batterier enn de man typisk finner i de fleste elbiler i dag, og et større batteri vil i mange tilfeller resultere i høyere varmeavgivelse. Varmeavgivelsen fra et batteri er også avhengig av hvor oppladet batteriet er, så et større batteri er derfor ikke ensbetydende med en varmere brann [44]. Å slokke en brann i et elkjøretøy kan være mer utfordrende enn å slokke en brann i et konvensjonelt kjøretøy. Hvis brannmannskap kommer nær nok en bensin- eller dieseldrevet bil, er det relativt lett å slokke brannen med vann. Ved brann i batteriet i en elbil, kan det være vanskelig å nå frem til brannen med vann der det behøves. Batteriet er godt gjemt og har et beskyttende skall rundt seg. I tillegg bør det unngås å bore hull for å komme bedre til, fordi dette kan føre til skade på elektriske ledninger og utstyr, og dermed fare for elektriske sjokk 4 [45]. Det er ellers ikke fare for elektrisk sjokk forbundet med bruk av vann som slokkemiddel [46]. Flere har beskrevet prosedyrer for slokking og redning ved brann i elbil [45][47]. Branntester indikerer at slokking av elbil krever både mer vann og lengre slokketid enn en konvensjonell bilbrann. National Fire Protection Association (NFPA) i USA utførte en serie fullskala brann- og slokketester på testobjekter som simulerte el- og hybridbiler [40]. Resultatene viste at brannene hadde omtrent samme varmeavgivelse som konvensjonelle bilbranner, men krevde større mengde vann til slokking og mer langvarig slokkeinnsats. Slokking av hybridbilene krevde liter vann og en slokketid på min, mens slokking av elbilene krevde liter vann og en slokketid på min. Ved branntest av samme type elbilbatteri uten slokking, varte brannen i 1 time og 34 minutter. Til sammenligning slokkes en konvensjonell bilbrann utendørs normalt innen 5 minutter 5. Hvis brannen skjer innendørs, vil lengre slokketid kunne medføre økt røykfylling av rommet. Slokkevann med tilsats av tensider har i noen forsøk vist seg å være effektivt [48]. Tensider kan endre egenskapene til et slokkemiddel på ulike måter, avhengig av hva som tilsettes. Eksempelvis kan vannet gjøres mer viskøst, slik at den kjølende effekten økes ved at vannet ikke så lett renner bort. Alternativt kan vannets overflatespenning reduseres, slik at den kjølende effekten økes ved at vannet fukter bedre. Ved bruk av CO 2 -apparat kan man oppleve at flammene forsvinner, men brannen vil kunne reantenne fordi den fremdeles både har varme, oksidant og brennbart materiale. Reantenning av elbilbatteri er et mulig scenario under slokkeinnsats. For å slokke brannen fullstendig, er det nødvendig å kjøle ned batteriet slik at thermal runaway ikke sprer seg til naboliggende celler. Dette kan kreve større mengder vann enn hva som er tilgjengelig i en ordinær brannbil [40]. Hvis brannvesenet ikke har tilstrekkelig vanntilgang, må de vurdere om de skal la bilen brenne ut. I innelukkede rom kan dette medføre langvarig produksjon av varme, røyk og giftige gasser [49]. 4 Elektrisk sjokk er strømgjennomgang i kroppen. 5 Opplyst av Trøndelag brann- og redningstjeneste (TBRT) ved muntlig kommunikasjon av 48

20 Ved slokke- og redningsinnsats i innelukkede rom må brannvesenet raskt kunne konkludere med at det er et batteridrevet kjøretøy som brenner (gjelder også ladbare hybrider), og de må ha gode instrukser og trening i hvordan de skal håndtere slike branner [50]. Det er ikke tilstrekkelig kunnskap tilgjengelig om slokketid, optimale slokkemetoder og hvordan batteriet og kjøretøyet optimalt bør behandles etter at brannen er slokket. Det er eksempelvis ingen gode rutiner for å måle om det er restenergi igjen i batteriet. Faren for reantenning av batteriet etter endt slokkearbeid har betydning for hvor elbiler som har vært utsatt for brann bør plasseres. I et slokkeforsøk gikk det hele 22 timer før brannen reantente [40] Inntrufne hendelser Utbredelsen av elbiler har skjedd raskt, og som for andre typer alternative drivstoffer, er foreløpig ikke statistikk på inntrufne branner og årsak til branner godt nok kategorisert med hensyn til drivstofftyper. Vi vet dermed ikke nødvendigvis om en brann har involvert en ombygd el- eller gassbil, en hybrid eller et konvensjonelt kjøretøy. Det er heller ikke særlig relevant om det har vært brann i en elbil som sådan. Hvis ikke batteriet har vært involvert i brannen, men kun interiøret eller eksteriøret, så skiller ikke en elbilbrann seg i nevneverdig grad fra en brann i et konvensjonelt kjøretøy. Selv om statistikken er mangelfull, har det inntruffet flere hendelser, eksempelvis branner i elbiler og hybrider som følge av lading eller kollisjon. Branner har oppstått både på vei, ferjer og i garasjer [51][52][53][54][55]. En ulykke som skjedde 8. desember 2015 i Østfold omfatter flere av problemstillingene som er nevnt i denne rapporten. En elbil ble påkjørt av toget, og begynte plutselig å brenne to timer senere (Figur 3-1). Brannvesenet rapporterte om uventet lang slokketid [56]. Tesla-brannen i januar i 2016 viser at brannvesenet ikke er godt nok kjent med at branner i elbiler skal slokkes med vann [57]. Figur 3-1 Brann i elbil oppsto to timer etter kollisjon med tog. Foto: Freddie Larsen av 48

21 3.4 Gassdrevne kjøretøy Bensin, diesel, metanol og etanol lagres i væskeform, mens gass lagres i gass- eller væskeform i trykksatte tanker i kjøretøyet. Som følge av trykket i tankene, vil en lekkasje fra et gasskjøretøy arte seg svært forskjellig fra en lekkasje fra et kjøretøy med konvensjonelt drivstoff. Om en lekkasje fra en gasstank resulterer i eksplosjon eller brann, avhenger av antennelsestidspunkt etter start av utslipp, mengden gass som slippes ut, og om gassen har samlet seg opp. Videre har de ulike gassene forskjellige egenskaper som påvirker brann- og eksplosjonsrisikoen. Generelt medfører en skade på trykksatte tanker en eksplosjonsrisiko. Gasstankene er imidlertid utstyrt med flere sikkerhetssystemer som skal forhindre både overtrykk og lekkasjer, og stenge av gassen ved behov, eksempelvis ved et slangebrudd Sikkerhetssystemer Følgende sikkerhetssystemer benyttes i gasskjøretøy: - Gasstanken er den mest støtsikre komponenten i bilen. Den er plassert langt bak i personbiler, og på taket på busser. Tankene er godt beskyttet ved kollisjon. - Avstengingsventiler stenger gassflaskene dersom det oppstår brudd på en slange, en kraftig kollisjon eller dersom tenningen skrus av. - Tankene er utstyrt med sikkerhetsventil som ved en gitt temperatur åpnes og slipper ut all gassen i tanken. Slik unngår man at trykket i tanken øker utover hva den er designet for. Det kan oppstå to typer feil på sikkerhetsventilen [58][59]: o Type 1 feil: Sikkerhetsventilen løser ikke ut når den skal. o Feilen kan oppstå dersom ventilen er blokkert av is eller smuss. Type 2 feil: Sikkerhetsventilen utløser når den ikke skal. Feilen kan skje som følge av en kollisjon, is eller slitasje på komponenter. Når sikkerhetsventilen løser ut, oppstår en lekkasje av gass under trykk. Dersom en brennbar gass antennes umiddelbart etter et utslipp, vil det oppstå brann. Størrelsen og intensiteten av brannen avhenger av mengden gass som slippes ut og hvilket trykk tanken har. Brann i en gasslekkasje under høyt trykk kalles en jetbrann. I tillegg til å være veldig varm, har en jetbrann eroderende egenskaper, og kan gjøre stor skade på strukturer som blir eksponert. Til tross for dette, er en jetbrann en mye mer forutsigbar situasjon enn et gassutslipp som ikke er blitt antent. - For LPG-biler er det viktig at tanken ikke fylles helt opp. Det er derfor montert en overfyllingsventil som skal sikre at tanken maksimalt fylles opp til 80 % av full tank. Hensikten er å gi nødvendig plass til ekspansjon av gassen ved økt temperatur. Sikkerhetssystemene skal kontrolleres ved gitte tidsrom, ved å funksjonsteste ventiler og trykkteste gasstanker Biogass, CNG og LPG Biogass og CNG produseres på ulik måte, men består begge hovedsakelig av metan, og har derfor liknende branntekniske egenskaper. Vi presenterer derfor hovedsakelig CNG i den videre teksten. CNG består hovedsakelig av metan ved et trykk på MPa ( bar) [60], og er lagret i store tanker. CNG har et antennelsesområde mellom 5 og 15 % og 1 20 av 48

22 antennelsestemperatur i området C. Brann eller eksplosjon kan oppstå ved antennelse av en gasslekkasje som umiddelbart vil danne en antennelig blanding av gass og luft i nærheten av lekkasjen. Gassen vil først ekspandere, avkjøles og synke, for deretter å stige når metanen varmes opp til samme temperatur som omgivelsene. Antennelse krever lav energi, og kan eksempelvis skje ved statisk elektrisitet. CNG er opprinnelig luktfri, men tilsatt luktstoff slik at en lekkasje kan detekteres av personer som befinner seg i nærheten i god tid før antennelse [60]. I Norge er det hovedsakelig busser som bruker biogass og CNG. Bussene frakter med seg store mengder gass, og konsekvensene ved en brann eller en eksplosjon vil derfor kunne bli alvorlige. Det har oppstått et par branner i gassbusser i Norge [61][62], men brannene ble slokket før gasstankene utløste. I Sverige og i Nederland har det imidlertid vært alvorlige branner i CNG-busser [10][63]. I Seattle i 2007 eksploderte en CNG-bil, og undersøkelser etter ulykken viste at årsaken kunne spores tilbake til en lettere kollisjon tre uker tidligere [64]. Dette understreker at gasskjøretøy som har vært utsatt for mekanisk påkjenning ikke må settes i drift igjen med skadede komponenter. LPG består hovedsakelig av propan og oppbevares i væskeform ved et moderat trykk på ca. 120 psi (8,3 bar) [60]. LPG er svært flyktig, og har et antennelsesområde mellom 2,1 og 9,5 %, omtrent det samme som for bensin [60]. Den største faren ved LPG-biler er store utslipp fra en skadd tank, utslipp fra slanger ved fylling eller en liten kontinuerlig lekkasje fra systemet. LPG er tyngre enn luft, og vil samle seg opp som en sky nede ved bakken etter et utslipp. En slik gassky vil gjøre stor skade om den blir antent. På samme måte som CNG, er LPG tilsatt et luktstoff som gjør det mulig å detektere en lekkasje. Varmeavgivelsen i heat release rate (HRR) fra en LPG-brann er omtrent det dobbelte av en bensinbrann. LPG er et svært utbredt drivstoff internasjonalt. Eksplosjoner knyttet til LPG-kjøretøy har hovedsakelig skyldtes overfylling av tanken. En undersøkelse fra USA viste at 17 av 105 biler (16 %) som var involvert i ulykker, hadde ikke-fungerende overfyllingsventiler [65]. Mange av LPG-bilene i Norge er ombygde bensinbiler. Hvis ikke ombyggingen er gjort forskriftsmessig, kan dette påvirke sikkerhetssystemene Hydrogengass Antennelsesenergien for hydrogengass er svært lav (0,019 mj) i forhold til gass av hydrokarboner (ca 0,2 mj) [60]. Det er altså omtrent 10 ganger lettere å antenne hydrogen- enn hydrokarbongass [25]. Den lave antennelsesenergien kan komme fra en usynlig gnist 6 eller statisk elektrisitet fra en person. I det lave brennbarhetsområdet er antennelsesenergien høyere, og omtrent som for andre brennbare gasser. Antennelsesenergien er på sitt laveste (0,019 mj) ved % hydrogenkonsentrasjon, og på sitt høyeste ved ca 10 % og 65 % hydrogenkonsentrasjon. Luftfuktigheten har neglisjerbar innvirkning på antennelsesenergien [66]. Figur 3-2 viser antennelsesenergien for ulike hydrogenkonsentrasjoner i luft. 6 Gnister med varighet ned mot 5 nanosekund (usynlige for det blotte øyet) [66] av 48